原創(chuàng)大三機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)課程設(shè)計(jì)之加熱爐自動(dòng)裝料機(jī)設(shè)計(jì)

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué) 課程設(shè)計(jì)院 （系）： 機(jī)械工程學(xué)院 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 同組學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 成 績(jī)： 實(shí)踐地點(diǎn)： 實(shí)踐時(shí)間： 2010 年 6 月 28 日 至 2010 年 7 月 11 日 2010年 7月11日加熱爐自動(dòng)裝料機(jī)的設(shè)計(jì) 目 錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù) 1.1目的及意義.11.2設(shè)計(jì)要求.2第二章 功能原理設(shè)計(jì)2.1總功能.32.2功能分析.32.3方案及評(píng)價(jià).4第三章 選定方案的詳細(xì)說(shuō).10第四章機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)4.1總體功能機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案.11第五章 結(jié)束語(yǔ).13參考文獻(xiàn).15附錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1目的及意義一目的機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)課程設(shè)計(jì)是課程設(shè)計(jì)學(xué)課程的一個(gè)主要實(shí)踐

2、環(huán)節(jié)，也是機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化方向?qū)W生全面的應(yīng)用該課程基礎(chǔ)理論與專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)的一次綜合訓(xùn)練。通過(guò)課程設(shè)計(jì)以功能設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和商品化設(shè)計(jì)為核心內(nèi)容，初步樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握機(jī)械產(chǎn)品形成過(guò)程，培養(yǎng)在掌握現(xiàn)代化設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上更加創(chuàng)造性地從事設(shè)計(jì)工作的能力和思想。該機(jī)器用于向加熱爐內(nèi)送料。裝料機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)裝置使裝料機(jī)推桿做往復(fù)移動(dòng)，將物料送入加熱爐內(nèi)。二、意義加熱爐自動(dòng)裝料機(jī)可在無(wú)人看管的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料，這樣既省時(shí)又省力，大大提高工作效率，因此加熱爐裝料機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的使用越來(lái)越廣泛。1.2設(shè)計(jì)要求一、任務(wù)完成向加熱爐內(nèi)自動(dòng)送料。1二、設(shè)計(jì)要求圖1-1 （1）完成加熱爐裝料機(jī)的功能

3、原理設(shè)計(jì)。 （2）針對(duì)確定的功能原理設(shè)計(jì)方案，完成機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。 （3）針對(duì)確定的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，完成必要的運(yùn)動(dòng)分析和設(shè)計(jì)計(jì)算（4）設(shè)計(jì)技術(shù)要求：室內(nèi)工作，需要5臺(tái)，動(dòng)力源為三相交流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)單向轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷較平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速誤差<4%；使用期限為10年，每年工作250天，每天工作16小時(shí)，大修期為3年。2第二章 功能原理設(shè)計(jì)所謂功能原理設(shè)計(jì)就是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最初環(huán)節(jié)，事先要針對(duì)該產(chǎn)品的主要功能原理性思想。這種針對(duì)主要功能原理型設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)稱“功能原理設(shè)計(jì)”2.1總功能本次設(shè)計(jì)總功能為：實(shí)現(xiàn)加熱爐裝料機(jī)的自動(dòng)裝料。2.2功能分析 本套系統(tǒng)主要包括：動(dòng)力裝置，自動(dòng)進(jìn)料裝置和傳動(dòng)裝置。在進(jìn)

4、料口外，有一傾斜的工作臺(tái)，上面放有準(zhǔn)備加熱的料，在進(jìn)料口處，有一擋板，以便將料擋在進(jìn)料口外，與擋板挨近的頂板，它的作用是逐一將料頂過(guò)擋板，進(jìn)入送料軌，由推桿將其推入加熱爐，這就是加熱爐自動(dòng)送料機(jī)的主要工作過(guò)程。圖2-132.3方案及評(píng)價(jià)一、 動(dòng)力裝置動(dòng)力裝置根據(jù)技術(shù)要求，選用三相交流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)單向轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷較平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速誤差<4%。圖2-2二、 自動(dòng)進(jìn)料裝置三、 方案一： 圖2-3 4此方案利用的是凸輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)凸輪到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，頂板將將料擋在進(jìn)料口外；當(dāng)凸輪到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，頂板也隨之下降，此時(shí)料可通過(guò)頂板，但是還是會(huì)被擋板擋在進(jìn)料口外；當(dāng)凸輪再次上升時(shí)，頂板就將其上面的料頂過(guò)擋板就進(jìn)入送

5、料軌，這樣就實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)料。這一方案的優(yōu)點(diǎn)是，頂板的運(yùn)動(dòng)軌跡可以很精確，只要凸輪的外形滿足要求。不足是，在與傳動(dòng)裝置組合時(shí)，要添加凸輪機(jī)構(gòu)，這樣就顯得機(jī)構(gòu)繁雜。方案二：圖2-4 此方案是凸輪連桿機(jī)構(gòu)，凸輪和連桿實(shí)現(xiàn)一級(jí)行程放大，由搖桿帶動(dòng)與搖桿固接的撥桿實(shí)現(xiàn)二級(jí)行程放大，來(lái)滿足擋板行程。此方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊。此方案的缺點(diǎn)是需5要保證連桿與搖桿的傳動(dòng)角不小于40°且點(diǎn)接觸易磨損。 相比較而言，在都能完全所需功能的情況下，機(jī)構(gòu)越簡(jiǎn)單就越優(yōu)化，同時(shí)損耗也會(huì)減少，所以我的選擇傾向于方案二。四、 傳動(dòng)裝置方案一：圖2-5 方案一采用的是圓柱凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，此方案可以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為一定規(guī)律的大行

6、程往復(fù)運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)是減少制造和裝配的困難，減輕質(zhì)量，縮小尺寸，降低成本，還可以減少機(jī)構(gòu)的累積誤差，提高機(jī)器的效率和工作的可靠性。6缺點(diǎn)是點(diǎn)、線接觸，易磨損，不適合高速、重載方案二： 圖2-6方案二采用的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，加工制作簡(jiǎn)便，但是很有可能滿足不了行程的要求。方案三：7 圖2-7方案三采用的是凸輪機(jī)構(gòu)，同方案二，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是很難滿足行程的要求。比較這三種方案，我選擇方案一，雖然有磨損，但是其構(gòu)件的數(shù)目和運(yùn)動(dòng)副數(shù)目較少且工作可靠性優(yōu)于方案二、方案三，另外，為保證方案二、方案三滿足行程要求，對(duì)齒輪和凸輪的要求也相應(yīng)提高。因此最佳方案我選擇方案一。8綜上所述，根據(jù)自動(dòng)送料裝置和傳動(dòng)裝

7、置的最佳方案，我們可得到以下結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖：圖2-819第三章選定方案的詳細(xì)說(shuō)明首先動(dòng)力源為三相交流電機(jī)，其輸出軸連接一圓柱凸輪，帶動(dòng)圓柱凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)并且?guī)?dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其上面有連桿和搖桿形成行程擴(kuò)大，一方面帶動(dòng)推桿，實(shí)現(xiàn)左右移動(dòng)，另一方面，帶動(dòng)頂板，實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)。在進(jìn)料口外，有一傾斜的工作臺(tái)，上面放有準(zhǔn)備加熱的料，在進(jìn)料口處，有一擋板，以便將料擋在進(jìn)料口外，與擋板挨近的頂板，它的作用是逐一將料頂過(guò)擋板，進(jìn)入送料軌，由推桿將其推入加熱爐。擋板、推桿的具體運(yùn)動(dòng)參見(jiàn)第四章。 10第四章 機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)根據(jù)前面整個(gè)工作流程的介紹，我們可得到以下大致的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 圖4-1首先假設(shè)推桿完全收回的位置為起始位置，

8、這時(shí)帶有搖桿的齒輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度為0°，頂板的最低位置設(shè)為0。如圖所示，機(jī)器工作開(kāi)始后，推桿隨著角度的增大，位移也逐漸增大，把已進(jìn)入送料軌的料推向加熱爐，此時(shí)頂板在較高位置，將料擋在進(jìn)料口外；角度達(dá)到180°時(shí)，料已被完全送入加熱爐，推桿有外回走的趨勢(shì)，此時(shí)擋板慢慢下降到料下面；11到達(dá)角度t時(shí)，推桿已接近完全收回，此時(shí)頂板慢慢升高，將料頂過(guò)擋板進(jìn)入送料軌，準(zhǔn)備下一輪的工作。如此循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝料。機(jī)械總體布局如附圖1圖4-212第五章 結(jié)束語(yǔ)通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)的學(xué)習(xí)對(duì)本次機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)課程的理解和操作，使我學(xué)到了很多知識(shí)，尤其是對(duì)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)。機(jī)械設(shè)計(jì)分為三部分，第一部分功

9、能原理設(shè)計(jì)，第二部分實(shí)用化設(shè)計(jì)，第三部分商品化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，尤其要注意功能原理的分解，分解到每個(gè)功能都能找到功能原理，從而通過(guò)功能原理解提出能夠?qū)崿F(xiàn)此功能的方案，通過(guò)比較選出最優(yōu)方案 。事物總是不斷發(fā)展的，機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)也是在不斷地發(fā)展，反映在具體的設(shè)計(jì)中也是如此，加熱爐自動(dòng)裝料機(jī)也是在不斷發(fā)展創(chuàng)新的。回顧起此次機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，在整整一星期的日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠

10、的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，13難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后，我一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故。 這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，同學(xué)的耐心幫助下，終于游逆而解。同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！相信此次的課程設(shè)計(jì)對(duì)我受益匪淺！14參考文獻(xiàn)1 黃靖遠(yuǎn)等主編機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)北京:機(jī)械工業(yè)出版社，20082 鄒慧君主編.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理.科學(xué)出版社，20033 慧君